Ученые из Корнелльского университета (США) создали мягкую мышцу робота, которая может регулировать свою температуру, выделяя «пот». Благодаря этой способности роботы могут работать в течение долгого времени, избегая перегрева, сообщает пресс-служба Корнелльского университета. Описание разработки появилось в журнале Science Robotics.
Как отмечают авторы исследования, управление внутренней температурой роботов – одно из самых больших препятствий на пути создания устойчивых и гибких роботов. Если двигатели с высокой скоростью вращения и экзотермические двигатели, которые приводят робота в действие, перегреваются, робот перестанет работать.
Это особая проблема для мягких роботов, которые сделаны из синтетических материалов. Будучи более гибкими, они сохраняют тепло, в отличие от роботов из металла, которое быстро рассеивает тепло. Вентилятор для внутреннего охлаждения не сильно может помочь, так занимает много места внутри робота и утяжеляет его.
Решение этой проблемы исследователи нашли в природе. Они решили адаптировать под искусственный механизм естественную систему охлаждения млекопитающих – потоотделение. Для этого команда создала необходимые нанополимерные материалы для потоотделения с помощью особенной технологии 3D-печати – многокомпонентной стереолитографии. Ее суть состоит в том, что смола затвердевает в заданной форме под действием света.
Исследователи изготовили приводы в виде пальцев рук, состоящие из двух гидрогелевых материалов, которые могут удерживать воду и реагировать на температуру – иными словами, сути, «умные» губки. Когда температура становится выше 30°C, нижний слой привода реагирует на нее и выталкивает воду в верхний слой, который усеян порами микронного размера. Эти поры чувствительны к одному и тому же температурному диапазону и автоматически расширяются для выделения «пота», а затем закрываются, когда температура падает ниже 30°С.
Исследователи обнаружили, что испарение воды снижает температуру поверхности привода на 21°C в течение 30 секунд. Процесс охлаждения примерно в три раза эффективнее, чем у людей. Приводы способны охлаждаться примерно в шесть раз быстрее при воздействии ветра от вентилятора.
Одним из недостатков технологии является то, что она может снизить мобильность робота. Также необходимо, чтобы роботы пополняли запас воды, что заставило авторов разработки представить себе мягких роботов, которые не только потеют, как млекопитающие, но и пьют, как они.
[Фото: CORNELL UNIVERSITY]
